PDF《Au 纳米颗粒和 CdTe 量子点复合体系发光增强和猝灭效应》

46 mg 的Te 粉及

2 mL 的 双蒸水加入单颈烧瓶中, 然后在氮气的保护下, 将40 mg NaBH4 加入, 反应2h后得到无色的NaHTe 水溶液;

2) 合成 CdTe 量子点, 将0.5 mmol 的Cd(NO3)2 和0.5 mmol 的TGA 溶于

100 mL 水中, 用1.0 mol/L的NaOH水溶液对溶液的pH值进 行调节(约8.2), 并将此溶液用氮气除氧30 min, 然后, 在激烈搅拌下, 将步骤 1) 中新配置的 NaHTe (0.062 mmol) 迅速注入上述溶液, 在氮气的保护下 回流30 min即得CdTe量子点胶体. 采用紫外-可 见双光束分光光度计(Varian Carry 5000) 对样品的光吸收性能进行表征, 样 品的表面形貌和微观结构分别通过原子力显微镜 (AFM, Shimadzu, SPM-9500 J3) 和透射电子显微 镜(TEM, JEOL

2010 (HT)) 进行表征. 室温光致 发光谱 (PL谱)测试采用的是Jobin-Yvon公司生产 的激光显微拉曼光谱仪, 激发光源为波长

488 nm 的Ar+ 激光器, 采用CCD探测器对数据进行采集.

3 结果与讨论 3.1 SRIM软件模拟Au离子注入的 射程分布 为了使离子注入制备的 Au 纳米颗粒分布于衬 底近表面, 利用 SRIM (stopping and range of ions in matter) 软件程序模拟了

40 kV 离子注入能量下 Au 离子射程深度分布图, 如图

1 所示. 可见 Au 离 子分布的最大射程在

25 nm 左右, 同时 Au 离子大 部分都分布在从衬底表面到40 nm深的位置. 图1SRIM 软件模拟

40 kV Au 离子注入的射程分布 (图 中实线为拟合的高斯分布曲线) Fig. 1. The Au implanted pro?les at

40 kV simulated by SRIM software (the solid line shows the Gaussian ?tting result). 3.2 热退火对Au纳米颗粒表面等离子共振吸收性能的影响 图2给出了 Au 离子刚注入样品以及注入样品 经700―1000 ? C 热退火处理后的光吸收谱. 可见 167301-2 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 64, No.

16 (2015)

167301 Au离子刚注入样品中在520 nm附近出现一个微弱 的吸收峰, 该吸收峰是 Au 纳米颗粒的局域表面等 离激元共振 (localized surface plasmon resonance, LSPR)吸收峰 [28,29] , 这一结果表明由于Au离子的 注入剂量较高 (1 *

1017 ions/cm2 ), 在刚注入样品 中, Au 离子在衬底内部已经自发团聚成核而形成 纳米颗粒了. 同时光吸收谱中出现的微弱的吸收峰 也暗示了衬底中 Au 颗粒的尺寸较小. 随着退火温 度的增加, Au 纳米颗粒的局域表面 LSPR 吸收峰 越来越尖锐, 同时 Au 纳米颗粒的局域表面 LSPR 吸收峰的位置随退火温度升高都发生了红移 (向长 波长方向移动). 金属纳米颗粒的吸收峰的峰强和 峰位与金属纳米颗粒的尺寸、 分布、 介质环境等诸 多因素有关, 这里我们主要认为是由于 Au 纳米颗 粒的尺寸和分布改变造成的. 一般而言, 随着退火 图2(网刊彩色)

40 kV Au 离子刚注入玻璃片样品及注 入样品经 700―1000 ?C 热退火处理后的光吸收谱 Fig. 2. (color online) The optical absorption spectra of the Au ions as-implanted samples at accelerating voltage of

40 kV and the implanted samples annealed at 700―1000 ?C. 温度的升高, 金属纳米颗粒的尺寸会增大, 颗粒尺 寸增大, 在量子尺寸效应下导致 Au 纳米颗粒的局 域表面LSPR 吸收峰发生红移. 3.3 Au离子注入样品微观结构的透射电镜 (TEM) 表征 为了证实样品经热退火处理后纳米颗粒会逐 渐团聚而长大, 并揭示 Au 纳米颗粒经热退火处理 后颗粒的生长和分布与样品光吸收性能之间的关 系, 对样品进行了 TEM表征. 如图